В настоящее время метод лазерной сварки быстро применяется на производственных линиях во всех сферах жизни, при этом основными процессами применения являются лазерная маркировка, гравировка, резка и сварка. Кроме того, лазерный ремонт и лазерная очистка также используются в небольшом числе конкретных сценариев.
Эксперты давно признали превосходный рыночный потенциал методов лазерной сварки. Однако рыночное применение не получило должного развития из-за недостаточной мощности лазера, неадекватных приспособлений для обработки деталей и высоких барьеров для исследований и разработок в области автоматического управления.
В прошлом большинство методов лазерной сварки использовали традиционные лазеры YAG и CO2. С традиционным оборудованием для лазерной сварки технический порог не высок. Этот маломощный сварочный аппарат ограничен простыми сварочными задачами для определенных отраслей промышленности, таких как пресс-формы, стекла, ювелирные изделия и реклама. создание писем канала. В результате он имеет узкую область применения.
Разработка технологии лазерной сварки
Волоконная лазерная сварка расширяет диапазон материалов и приложений, которые можно сваривать. Инновации в лазерной технологии и устройствах подачи луча решают проблемы, с которыми сталкивалась лазерная сварка. Это включает в себя улучшение способности сваривать медь, разнородные материалы, тонкую металлическую фольгу и плохо собранные детали.
Волоконные лазеры предлагают все больший выбор характеристик луча, длин волн, выходной мощности и длительности импульса. В сочетании с передовой технологией сварки колебаниями волоконные лазеры значительно сократили проблемы прошлых приложений. Эти достижения включают улучшенное сцепление с высокоотражающими материалами и улучшенное поведение затвердевания ванны расплава. Они также включают устранение дефектов, лучший контроль глубины проникновения и компенсацию плохо собранных деталей.
Кроме того, интегрированные технологии мониторинга всего процесса, такие как когерентная визуализация, позволяют собирать информацию в реальном времени во время процесса сварки. Это помогает производителям поддерживать жесткий контроль качества сварки и повышать производительность. Вместе эти ведущие технологии способствуют быстрому внедрению бездефектной технологии лазерной сварки в передовых приложениях в различных отраслях промышленности.
Стандарт Сварочные головки предназначены для фокусировки коллимированного лазера. луч до желаемого размера пятна и сохранять траекторию луча статичной во время доставки луча, представляя статическое пятно в фокальной плоскости. Эта стандартная конфигурация приводит к тому, что каждая установка ограничивается конкретным приложением. Напротив, колеблющийся Сварочная головка оснащена технологией сканирующего генератора в стандартной сварочной головке. Перемещение луча с помощью внутреннего зеркала делает фокусное пятно более не статичным. Вы можете динамически регулировать его, изменяя форму, амплитуду и частоту различных шаблонов. Кроме того, скорость луча \( V_c \) можно контролировать с помощью частоты колебаний \( f \) и диаметра колебаний \( D \), следуя уравнению \( V_c = \pi D f \).
Преимущества этого метода сварки колебаниями становятся более очевидными при использовании более мелких точек. При использовании длин волн ближнего инфракрасного диапазона (БИК) меньший размер пятна обеспечивает высокую плотность мощности. Это эффективно преодолевает высокую отражательную способность таких материалов, как медь и алюминий. Это приводит к стабильным замочным скважинам с широким окном обработки и позволяет избежать пористости и трещин при использовании оптимальных параметров колебаний. Эта разработка открывает новые возможности для применения волоконных лазеров 1 мкм в производстве электромобилей и аккумуляторов. Она устраняет необходимость в зеленых лазерах с удвоенной частотой.
В последние два года, портативный лазер сварщиков добились хороших поставок, потому что цена набора оборудование для лазерной сварки значительно снизилась до как минимум 10,000 500 долларов США, в то время как комплект традиционной маломощной аргонодуговой сварки стоит дешево — XNUMX долларов США и дорогие до 2000 долларов.
Кроме того, лазерная сварка быстрая и обеспечивает высококачественные сварные поверхности с превосходными характеристиками уплотнения. Эти преимущества сделали ее предпочтительным выбором для многих приложений по обработке оборудования. Однако ручная лазерная сварка по-прежнему основана на ручном труде, и никакой автоматизации не существует.
В будущем, за исключением нескольких сверхбольших деталей, конструкционные детали с высокой добавленной стоимостью, такие как железнодорожные локомотивы и детали аэрокосмической техники, потребуют индивидуальной сварки.. Большинство других отраслей массового производства, таких как аккумуляторы, коммУстройства для связи, часы, компоненты бытовой электроники и т. д. нуждаются в автоматизированная лазерная сварка производственные линии.
Силовые батареи способствуют развитию
Около восьми лет назад мир начал активно продвигать разработку новых энергетических транспортных средств, в основном электромобилей. Эти транспортные средства могут снизить загрязнение выхлопными газами автомобилей, вызванное использованием нефти, способствовать замене автомобилей и способствовать экономии потребления.
Продажи новых энергетических транспортных средств значительно выросли за последние пять или шесть лет, и многие автопроизводители присоединились к ним, чтобы начать выпуск электромобилей. Долгосрочная цель страны — сделать так, чтобы новые энергетические транспортные средства составляли почти треть годовых продаж. Основная технология электромобилей — это, конечно же, аккумуляторы. Значительный спрос на силовые аккумуляторы привел к росту нескольких компаний, производящих литиевые аккумуляторы.
Аккумуляторные батареи создают большой спрос на лазерную обработку. Производственный процесс требует лазерной резки, и лазерная сварка используется чаще. Соединение листов, ячеек, медных материалов, алюминиевых сплавов, упаковки аккумуляторов и т. д. — все это лазерная сварка. Лазерное оборудование для аккумуляторных батарей представляет собой высокоавтоматизированную производственную линию с определенными пороговыми значениями. Аккумуляторные батареи обеспечили прорыв в спросе на лазерную сварку, что привело к более чем 2.5 миллиардам спроса на сварочное оборудование в 2020 году.
Электрические транспортные средства, в частности, являются основным двигателем этой тенденции. Автомобильная промышленность и поставщики ищут надежные, эффективная сварка процессы крупносерийного производства медных и алюминиевых соединений, которые пользуются большим спросом в электромобилях (электромобили) аккумуляторные батареи и устройства для накопления энергии.
Еще одной проблемой при сварке меди является нестабильность, так как низкая вязкость и поверхностное натяжение расплавленного металла может привести к разбрызгиванию и пористости при сварке на низких скоростях. Увеличение скорости до более чем 10 м/мин минимизирует эти нестабильности и создает стабильный процесс сварки. Однако это означает, что наилучшие параметры сварки находятся в пределах обычных систем движения, таких как роботы. Кроме того, глубина расплава уменьшается с увеличением скорости, и сварной шов становится очень узким. Увеличение мощности лазера должно компенсировать это, что требует более высоких капиталовложений в систему.
Новые исследования процесса показывают, что вышеуказанных явлений можно избежать и что процесс сварки можно стабилизировать путем увеличения скорости сварки и динамического позиционирования лазерная технология, например, с помощью колеблющейся сварочной головки, чтобы добиться стабильного сварного шва. Эта техника колебаний обеспечивает стабильную сварку на низких линейных скоростях сварки с минимальным влиянием на глубину расплава. Например, высококачественные медные сварные швы глубиной до 1.5 мм могут быть получены всего лишь одним одномодовым волоконным лазером мощностью 1 кВт.
Та же технология доступна для многомодовых лазеров высокой яркости и широко используется для улучшения качества и стабильности сварных швов в алюминиевых корпусах. Градиент температуры и охлаждение изменение скорости происходит медленнее, чем у обычного лазера сварка, которая помогает устранить дефекты и подавить образование брызг.
Сравнение сварки алюминиевых корпусов серии 5000 с использованием стандартной технологии сварки и технологии сварки с осцилляцией при одинаковой мощности 3.0 кВт показывает, что сварка с осцилляцией дает более однородный сварной шов без пористости. При глубине сварного шва 5 мм очевидно, что метод сварки колебательным движением лучше с точки зрения общего качества сварного шва.
В заключение: технология лазерной сварки
Силовые батареи - это только одна областьприменение лазерной сварки. В будущем мы прогнозируем, что больше промышленных процессов будут использовать методы лазерной сварки, и процесс будет пакетироваться, когда он станет более зрелым. Лазерная сварка часто требует надежных деталей и стабильности качества сварки. Varibend стремится производить продукцию, которой клиенты могут доверять, уже более десяти лет. Свяжитесь с нашей командой Gold Service, чтобы узнать больше.
Свяжитесь с нами:
Пожалуйста, отправьте нам письмо по электронной почте или заполните форму ниже. Мы всегда здесь, чтобы помочь.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какие отрасли промышленности получают наибольшую выгоду от лазерной сварки?
Лазерная сварка широко применяется в автомобильной, аэрокосмической, электронной и телекоммуникационной промышленности благодаря своей точности, скорости и адаптивности к различным материалам.
2. Можно ли с помощью лазерной сварки сваривать разнородные материалы?
Да, современные технологии лазерной сварки, такие как волоконные лазеры, способны сваривать разнородные материалы, включая металлы с различной температурой плавления.
3. Каким образом колебательная сварка улучшает качество сварного шва?
Колебательная сварка улучшает качество сварного шва за счет более равномерного распределения тепла, что снижает количество таких дефектов, как пористость, трещины и разбрызгивание.
4. Лазерная сварка быстрее традиционных методов?
Да, лазерная сварка, как правило, быстрее традиционных методов и обеспечивает более высокую точность при меньших затратах на последующую обработку.
5. Практичны ли ручные лазерные сварочные аппараты для малого бизнеса?
Безусловно! Ручные лазерные сварочные аппараты экономичны и просты в использовании, что делает их идеальными для небольших операций или специализированных задач.
